DE102006057249A1

DE102006057249A1 - Power distributor for an vehicle electrical system, has input, output and power distributor controller, where input is locked at multiple energy sources, which has multiple energy storage

Info

Publication number: DE102006057249A1
Application number: DE102006057249A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Haas; Martin Gustmann; Guenter Reitemann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2008-06-12

Abstract

The power distributor (10) has an input (20), an output (30) and a power distributor controller (12). The input is locked at multiple energy sources (22a-22c), which has multiple energy storage, which are connected for supplying to one or multiple consumer (32a-32d). The power distributor controller is arranged, which supply the energy sources to a or multiple consumers.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft die Stromversorgung in einem Kraftfahrzeug. Sind in Kraftfahrzeugen wichtige oder sicherheitsrelevante elektrische Verbraucher bzw. Funktionen vorgesehen, deren Ausfall oder Fehlfunktion vom Fahrzeugnutzer als Störung empfunden wird oder sogar sicherheitsrelevant ist, werden Maßnahmen getroffen, um versorgungsbedingte Störungen zu vermeiden. So werden bei sicherheitsrelevanten Vorrichtungen Pufferbatterien eingesetzt, die von der Hauptbatterie gespeist werden und bei kurzem Stromausfall der Hauptbatterie Energie an die sicherheitsrelevante Vorrichtung liefern. Da zahlreiche sicherheitsrelevante Funktionen in Kraftfahrzeugen auf einer elektronischen Steuerung basieren, beispielsweise elektronische Bremsunterstützungsmechanismen, Airbagsteuerungen, Antischlupfregelungen, Abstandswarner, usw. sowie Komfortfunktionen wie Tempomat, Head-Up-Display, Navigationseinrichtungen und Einparkhilfen, steigen mit jedem Verbraucher, der einen Energiepuffer benötigt, der Aufwand, die Kosten und der Bauraumbedarf.The The invention relates to the power supply in a motor vehicle. are in motor vehicles important or safety-relevant electrical Consumer or functions provided, their failure or malfunction from the vehicle user as a fault is perceived or even security relevant, measures taken to avoid supply-related disturbances. So be used in safety-relevant devices backup batteries, the be powered by the main battery and during a short power outage the main battery power to the safety device deliver. Because numerous safety-related functions in motor vehicles based on an electronic control, such as electronic Brake support mechanisms, Airbag controls, traction control, distance warning, etc. as well Comfort functions such as cruise control, head-up display, navigation devices and parking aids, go up with every consumer that uses an energy buffer needed that Effort, costs and space requirements.

Die Patentanmeldung DE 10 248 679 A1 , die auf die Anmelderin zurückgeht, offenbart ein Fahrzeugbordnetz mit Batteriezustandserkennung. Dieses Fahrzeugbordnetz umfasst eine Steuereinheit, die den Batteriezustand erkennt und die über Busverbindungen mit weiteren Steuergeräten des Kraftfahrzeugs und mit den Verbrauchern zum Datenaustausch in Verbindung steht. Die Versorgungssicherheit hängt von einer angeschlossenen Autobatterie ab.The patent application DE 10 248 679 A1 , which is attributed to the Applicant, discloses a vehicle on-board network with battery condition detection. This vehicle electrical system comprises a control unit which detects the battery condition and communicates via bus connections with other control units of the motor vehicle and with the consumers for data exchange. The security of supply depends on a connected car battery.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung ermöglicht die Gewährleistung der Versorgungssicherheit bzw. der Versorgungsverfügbarkeit für wichtige elektrische Verbraucher mit minimalem Aufwand hinsichtlich der Komponenten, der Schaltungstechnik und des Bauraums. Der erfindungsgemäße Stromverteiler stellt eine zuverlässige Versorgung von wichtigen und sicherheitsrelevanten elektrischen Verbrauchern sicher. Ferner ermöglicht der erfindungsgemäße Stromverteiler eine skalierbare Versorgungssicherheit und Zuverlässigkeit. Ferner sieht der erfin dungsgemäße Stromverteiler die Versorgung von mehreren wichtigen oder sicherheitsrelevanten Verbrauchern vor.The Invention allows the guarantee of Security of supply or supply availability for important electrical consumers with minimal effort in terms of components, the circuit technology and the installation space. The power distributor according to the invention provides a reliable supply of important and safety-relevant electrical consumers for sure. Furthermore, the inventive power distributor a scalable security of supply and reliability. Furthermore, the inven tion proper power distributor sees the supply of several important or safety relevant Consumers.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden eine oder vorzugsweise mehrere Quellen an einen gemeinsamen Stromsammelpunkt angeschlossen. Es werden Sicherungen vorgesehen, die die Quellen vor den Beeinträchtigungen durch den Stromsammelpunkts schützen, beispielsweise Verbraucherkurzschlüsse. Ferner sind Sicherungen vorgesehen, die den Stromsammelpunkt vor Beeinträchtigungen durch die einzelnen Quellen, Gruppen hiervon oder durch die Gesamtheit der Quellen schützen, beispielsweise Kurzschluss einer oder mehrerer Quellen. In gleiche Weise sind ein oder vorzugsweise mehrere Verbraucher an den Stromsammelpunkt angeschlossen, die zum einen mittels Sicherungen vor Beeinträchtigungen durch Fehler am Stromsammelpunkt geschützt sind. Zum anderen ist der Stromsammelpunkt vor Beeinträchtigungen durch Defekte eines oder mehrerer Verbraucher durch Sicherungsmaßnahmen geschützt. Die oben genannten Sicherungen und Sicherungsmaßnahmen umfassen vorzugsweise Mittel zur Begrenzung des Stromflusses/der angelegten Spannung und/oder Mittel zum temporären oder endgültigen Abwurf d.h. Trennung von defekten Einheiten (d.h. Verbraucher oder Quellen) bei Überstrom oder bei Überspannung.According to one Aspect of the invention become one or preferably several sources connected to a common power collection point. There are fuses provided the sources from the adverse effects of the current collection point protect, for example, consumer short circuits. There are also fuses provided that the current collection point from being affected by the individual Protecting sources, groups thereof or the totality of the sources, for example Short circuit of one or more sources. In the same way are one or preferably several consumers connected to the current collection point, on the one hand by means of backups against impairments due to errors in the Power collection point protected are. On the other hand, the current collection point is impaired due to defects of one or more consumers due to safety measures protected. The above-mentioned fuses and safeguards preferably include Means for limiting the current flow / voltage applied and / or Means to temporary or final Dropping i.e. Separation of defective units (i.e., consumers or Sources) at overcurrent or overvoltage.

Der erfindungsgemäße Stromverteiler ist zur Versorgung eines KFZ-Bordnetzes ausgelegt und weist einen Eingang, einen Ausgang und eine Stromverteilungssteuerung auf. Der Ausgang ist eingerichtet, einen oder mehrere Verbraucher anzuschließen. Ferner ist der Eingang eingerichtet, elektrische Leistung von mehreren Energiequellen zu empfangen. Die Energiequellen sind, neben dem Generator zur Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie, mehrere Energiespeicher, die elektrische Energie speichern und abgegeben können. Da der Stromverteiler elektrische Leistung von mehreren Energiequellen empfängt, ist er in der Lage, die angeschlossenen Verbraucher zu versorgen, auch wenn eine der Energiequellen ausfällt.Of the inventive power distributor is designed to supply a vehicle electrical system and has a Input, an output and a power distribution control. Of the Output is set up to connect one or more consumers. Further the entrance is set up, electrical power of several To receive energy sources. The energy sources are, in addition to the Generator for converting mechanical energy into electrical energy, several energy stores that store and deliver electrical energy can. As the power distributor electrical power from multiple energy sources receives is he able to supply the connected consumers, even if one of the energy sources fails.

Die Energiespeicher können Blei-Akkumulatoren mit verschiedenen Kapazitäten sein, oder können Nickel-Cadmium-, Nickel-Metallhydrid- oder Lithiumionenakkus sein, oder auch Kondensatoren mit hoher Kapazität, beispielsweise Gold-Caps oder Elektrolytkondensatoren. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass nicht nur ein Energiespeicher sondern mehrere an das Bordnetz angeschlossen sind, und dass jeder Energiespeicher zur Versorgung aller, einer Gruppe oder eines bestimmten, auswahlbaren Verbrauchers vorgesehen werden kann. Die entsprechende Stromleitung wird durch den zentral eingesetzten Stromverteiler durchgeführt. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird hierdurch erreicht, dass alle Energiespeicher gleichermaßen zum Betrieb des Bordnetzes verwendet werden können. Dadurch wird verhindert, dass bei einer spezifischen, nicht änderbaren Zuordnung eines Energiespeichers zu einem oder mehreren Verbrauchern, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, der Ausfall eines Energiespeichers mangels Umleitungsmöglichkeit über einen zentralen Knoten zu einem Funktionsausfall einzelner oder bestimmter Gruppen von Verbrauchern führt.The Energy storage can Lead-acid batteries with different capacities, or can nickel-cadmium, Nickel-metal hydride or lithium ion batteries, or capacitors high capacity, For example, gold caps or electrolytic capacitors. An essential Aspect of the invention is that not only an energy storage but several are connected to the electrical system, and that everyone Energy storage for the supply of all, a group or a specific, selectable consumer can be provided. The corresponding Power line is through the centrally installed power distribution carried out. In contrast to the prior art, this achieves that all energy stores alike can be used to operate the electrical system. This prevents that at a specific, unchangeable assignment of an energy storage to one or more consumers, as is known in the art is known, the failure of an energy storage lack of diversion over a central node to a functional failure of individual or specific groups leads from consumers.

Erfindungsgemäß weisen die Energiequellen unterschiedliche Eigenschaften auf, die sich beispielsweise auf den Kurzschlussstrom, die Kapazität, die Schnellladefähigkeit, die Baugröße oder die Beschaffenheit beziehen, wobei durch den gemeinsamen Anschluss an den Stromverteiler diese als Energiespeicher arbeitenden Energiequellen geeignet zusammengestellt werden können. Insbesondere ist die Stromverteilungssteuerung innerhalb des Stromverteilers eingerichtet, die Belastung der einzelnen Energiespeicher aufgrund deren Ladezustand und verbleibender Kapazität zur Versorgung der Verbraucher oder einer Verbrauchergruppe einzustellen. Die Stromverteilungssteuerung ist eingerichtet, die Energiespeicher mit einem höheren Ladezustand in größerem Maße zur Versorgung der Verbraucher heranzuziehen, als Energiespeicher, die einen geringen Ladezustand aufweisen. Vorzugsweise umfasst der erfindungsgemäße Stromverteiler einen Anschluss für einen Generator, dessen gelieferte Leistung von der Stromverteilungssteuerung an zu ladende Energiespeicher und/oder Verbraucher geleitet wird, wobei Energiespeicher mit geringem Ladezustand einen höheren Leistungsanteil erhalten als vollständig oder größtenteils geladene Energiespeicher.According to the invention the energy sources have different properties that are different for example, the short-circuit current, the capacity, the rapid charging capability, the size or refer to the condition, whereby by the common connection at the power distribution this working as energy storage energy sources can be suitably put together. In particular, the Power distribution control set up within the power distribution, the load of the individual energy storage due to their state of charge and remaining capacity to supply consumers or a consumer group. The power distribution control is set up, the energy storage with a higher one State of charge to a greater extent for supply the consumer, as energy storage, the low state of charge exhibit. Preferably, the power distributor according to the invention comprises a connection for a generator whose delivered power from the power distribution controller is passed to be charged to energy storage and / or consumers, wherein energy storage with low state of charge a higher power content get as complete or Mostly charged energy storage.

Gemäß einer Ausführung der Erfindung weist die Stromverteilungssteuerung eine Rückstromsicherungseinrichtung auf, die den Stromfluss zwischen Energiequellen steuert. Beispielsweise verhindert diese Rückstromsicherung einen Umladeprozess von einer oder von mehreren Energiespeichern auf andere Energiespeicher und ist ferner eingerichtet, den Stromfluss von einem Generator oder einer anderen, externen Energiequelle an nur einen Energiespeicher, an eine Gruppe von Energiespeichern oder an alle Energiespeicher einzeln zu steuern. Die Rückstromsicherungseinrichtung kann zum Verhindern der Entladung eines Energiespeichers in andere Energiespeicher eine Diode umfassen, vorzugsweise eine Diode mit geringem Spannungsabfall in Durchlassrichtung, beispielsweise eine Schottky-Diode.According to one execution According to the invention, the power distribution controller has a reverse current fuse device on, which controls the flow of current between energy sources. For example prevents this backflow protection a reloading process of one or more energy storage devices other energy storage and is also set up the flow of electricity from a generator or other external power source only one energy store, to a group of energy stores or to individually control all energy stores. The backflow safety device can prevent the discharge of an energy store in other energy storage comprise a diode, preferably a diode with a low voltage drop in the forward direction, for example, a Schottky diode.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Stromverteilungssteuerung eine Schutzeinrichtung, die den Stromfluss an einen, an mehrere, an alle oder eine ausgewählte Gruppe von Verbrauchern begrenzt. Beispielsweise kann die Schutzeinrichtung durch Verringern der Spannung oder des Stroms die an den bestimmten Verbraucher gelieferte elektrische Leistung begrenzen. Alternativ kann die Schutzeinrichtung den Stromfluss an die Verbraucher reversibel, für eine bestimmte Zeitdauer oder endgültig un terbrechen, beispielsweise durch einen Sicherungsautomaten oder eine Schmelzsicherung. Alternativ oder in Kombination hierzu kann die Schutzeinrichtung Temperatursensoren umfassen, die abhängig von der Temperatur der Zuleitungen oder der Verbraucher selbst diese von der Versorgung nach einer gewissen Zeitdauer oder unmittelbar nach Erreichen eines Temperaturschwellwerts abwirft. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfassen die Stromverteilungssteuerung und/oder die Schutzeinrichtung Vorrichtungen zum Erfassen des Stromflusses an die einzelnen Verbraucher, beispielsweise durch Einfügen eines Shunt-Widerstands oder mittels Hall-Sensoren, die das magnetische Feld messen, das von dem Stromfluss an die einzelnen Verbraucher erzeugt wird. Vorzugsweise umfasst die Stromverteilungssteuerung ferner Vorrichtungen zum Ermitteln des Ladungszustands und/oder der aktuellen Kapazität der einzelnen Energiespeicher oder einer Gruppe der Energiespeicher, um den Versorgungsanteil, den die einzelnen Energiequellen und Energiespeicher einer Gesamtleistung zu Verfügung stellen, gemäß dem Ladezustand und der Kapazität der einzelnen Energiequellen aufzuteilen. Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird ferner eine Einrichtung zur Messung der aktuellen Kapazität von Energiespeichern vorgesehen, um die Belastung der Energiequellen geeignet steuern zu können. Der Anteil der einzelnen Energiequellen an der Gesamtversorgungsleistung wird vorzugsweise über Strom- und/oder Spannungsbegrenzungen, beispielsweise mittels Spannungsregler, vorgesehen werden. Alternativ können Zerhacker oder Wandler verwendet werden, die eine elektrische Ausgangsleistung mit einstellbarer Spannung oder einstellbarem Strom liefern.According to one preferred embodiment According to the invention, the power distribution control comprises a protective device, the current flow to one, to several, to all or a selected group of Limited to consumers. For example, the protective device by reducing the voltage or current to the particular one Limit consumer supplied electrical power. Alternatively, you can the protective device reversibly reverses the current flow to the consumers, for one certain period of time or finally un interrupt, for example, by a circuit breaker or a fuse. Alternatively or in combination, the Protective device include temperature sensors that depend on the temperature of the supply lines or the consumers themselves these from the supply after a certain period of time or immediately discards after reaching a temperature threshold. In a preferred execution of the invention include the power distribution control and / or the Protective device Devices for detecting the flow of current the individual consumers, for example by inserting a Shunt resistor or by means of Hall sensors, which is the magnetic Measure field, that of the current flow to the individual consumers is produced. Preferably, the power distribution controller comprises furthermore devices for determining the state of charge and / or the current capacity the individual energy storage or a group of energy storage to the supply share, the individual energy sources and energy storage a total power available according to the state of charge and the capacity of the individual energy sources. According to a preferred embodiment is further a device for measuring the current capacity of energy storage devices provided to properly control the load of energy sources to be able to. The share of individual energy sources in the total supply is preferably over Current and / or voltage limits, for example by means of voltage regulators, be provided. Alternatively you can Choppers or converters are used which have an electrical output deliver with adjustable voltage or adjustable current.

In einer weiteren Ausführung umfasst der Stromverteiler eine Verbrauchersicherungseinrichtung, die die Leistung begrenzt, die vom Ausgang an einen, einzelne, eine Gruppe oder alle Verbraucher abgegeben wird. Der vom Ausgang an die Verbraucher führende Leistungsfluss wird durch Unterbrechung oder Begrenzung auf einen Maximalstrom und/oder auf eine Maximalspannung beschränkt. Auch hier können Spannungsregler, Zerhacker, Wandler oder Ähnliches verwendet werden. Alternativ oder in Kombination hierzu können Schmelzsicherungen oder Sicherungsautomaten verwendet werden, die ab einem bestimmten Stromfluss den Leistungsfluss an den Verbraucher unterbrechen. Alternativ oder in Kombination hierzu können Temperatursensoren verwendet werden, die den Leistungsfluss abhängig von der Temperatur eines oder mehrerer Verbraucher drosseln, beschränken oder unterbinden. Die Unterbrechung kann dauerhaft sein oder nur für eine bestimmte Zeitdauer begrenzt sein. Vorzugsweise umfasst der Stromverteiler und/oder die Verbrauchersicherungseinrichtung Stromsensoren, die die nach außen abgehende Leistung messen, beispielsweise mittels Shunt-Widerständen oder Hall-Sensoren, die den Stromfluss aufgrund des erzeugten magnetischen Felds abtasten.In another embodiment the power distributor comprises a consumer safety device, which limits the power output from the output to one, single, one Group or all consumers. The one from the exit leading the consumer Power flow is interrupted or limited to one Maximum current and / or limited to a maximum voltage. Also here we can Voltage regulator, chopper, converter or the like can be used. Alternatively, or in combination with this, fuses or Automatic circuit breakers are used, starting from a certain current flow interrupt the power flow to the consumer. Alternatively or in combination with this Temperature sensors are used, which depend on the power flow to restrict, restrict or reduce the temperature of one or more consumers prevention. The interruption can be permanent or only for a specific one Limited time. Preferably, the power distributor comprises and / or the consumer protection device current sensors that the outward measure outgoing power, for example by means of shunt resistors or Hall sensors, which sense the current flow due to the generated magnetic field.

Vorzugsweise ist in dem erfindungsgemäßen Stromverteiler eine Rücklaufsicherung vorgesehen, die einen Stromfluss ausgehend vom Ausgang zum Eingang hin unterbindet oder begrenzt. Ein solcher Leistungsfluss bzw. Stromfluss kann entstehen, wenn als Verbraucher eine Vorrichtung verwendet wird, die situationsabhängig Strom erzeugen kann. Wird beispielsweise eine elektrische Maschine als Verbraucher verwendet, die zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird, so kann beim Rekuperieren, d.h. elektrischen Bremsen, elektrische Energie gewonnen werden, die von der elektrischen Maschine in den Stromverteiler fließt. Umfasst der Stromverteiler eine Rücklaufsicherung, so wird dieser Stromfluss von der elektrischen Maschine, die als Generator arbeitet, zum Stromverteiler hin unterbunden. Umfasst der Stromverteiler einen Rückspeisungsbegrenzer, so wird der Leistungsanteil, der von der elektrischen Maschine aus in den Stromverteiler fließt, begrenzt. Vorzugsweise umfasst der erfindungsgemäße Stromverteiter eine Einrichtung, um Anteile oder den gesamten Strom an einen oder an mehrere Energiespeicher zu leiten, um die von der elektrischen Maschine erzeugte Energie zu speichern. Gemäß einer Ausführung verhindert eine Rücklaufsicherung den Stromfluss in den Stromverteiler hinein, wobei eine Rückladevorrichtung den Strom an den Stromverteiler vorbeileitet und einen oder mehrere angeschlossene Energiespeicher lädt. Vorzugsweise ist der Stromverteiler und/oder die Stromverteilungssteuerung mit der Rückladeeinrichtung verbunden, um den gesamten Stromfluss gemeinsam zu steuern, beispielsweise ausgehend von der Stromverteilungssteuerung. Alternativ ist der erfindungsgemäße Stromverteiler eingerichtet, Anteile oder den gesamten Leistungsfluss, der vom Ausgang stammt, aufzunehmen und entsprechend an einen oder an mehrere Energiespeicher zu verteilen. In einer Ausführungsform sieht der Stromverteiler einen Strompfad vor, der die von der elektrischen Maschine stammende Leistung, die beispielsweise während des Rekuperierens erzeugt wird, an einen Anlasser weiterleitet, der zum Anlassen eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist. Dies ist insbesondere bei Hybridantrieben vorteilhaft.Preferably, in the power distributor according to the invention, a return fuse is provided, the current flow starting from the output to Entrance blocked or limited. Such a power flow or current flow can arise when a device is used as a consumer, which can generate electricity depending on the situation. If, for example, an electric machine is used as the consumer, which is used to drive the vehicle, then during recuperation, ie electric braking, electrical energy can be obtained, which flows from the electric machine into the power distributor. If the power distributor comprises a return fuse, this current flow is prevented by the electric machine, which works as a generator, towards the power distributor. If the power distributor includes a regenerative limiter, the power component that flows from the electrical machine into the power distributor is limited. Preferably, the current distributor according to the invention comprises means for conducting portions or all of the current to one or more energy stores in order to store the energy generated by the electric machine. According to one embodiment, a backflow preventer prevents the flow of current into the power distributor, with a recharging device bypassing the power to the power distributor and charging one or more connected energy stores. Preferably, the power distributor and / or the power distribution controller is connected to the recharging device to control the entire current flow in common, for example, starting from the power distribution controller. Alternatively, the power distributor according to the invention is set up to receive portions or the entire power flow originating from the output and to distribute them correspondingly to one or more energy stores. In one embodiment, the power distributor provides a current path that relays power from the electric machine generated, for example, during recuperation to a starter provided for starting an internal combustion engine. This is particularly advantageous in hybrid drives.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung umfasst der Stromverteiler eine Sensoreinrichtung, die die einzelnen am Eingang und am Ausgang fließenden Leistungen sowie die zugehörigen Flussrichtungen misst. Diese Sensoreinrichtungen können einzelne Shunt-Widerstände und/oder einzelne Hall-Sensoren sein. Ist eine Einrichtung zur Messung der aktuellen Kapazität von Energiespeichern vorgesehen, so ist diese vorzugsweise mit den Shunt-Widerständen und den Hall-Sensoren verbunden, um von dem fließenden Lade-/Entladestrom und der Quellenspannung auf die Kapazität schließen zu können.In A further advantageous embodiment comprises the power distributor a sensor device that controls the individual at the entrance and at the exit flowing Benefits as well as the associated Measures flow directions. These sensor devices can be individual Shunt resistors and / or be single Hall sensors. Is a device for measuring the current capacity provided by energy storage, this is preferably with the Shunt resistors and the Hall sensors connected to the flowing charge / discharge current and the source voltage on the capacity shut down to be able to.

In einer Ausführung umfasst die Sensoreinrichtung ferner Temperatursensoren, die die Temperatur der Verbraucher und/oder der Energiequellen bzw. Energiespeicher misst und so Rückschlüsse auf den jeweiligen Energieverbrauch der Verbraucher oder der Belastung der Energiequellen ermittelt. Vorzugsweise sind alle derartigen Sensoreinrichtungen mit der Stromverteilungssteuerung verbunden, so dass diese ein Gesamtbild der fließenden Leistungen erstellen kann. Die Leistungen und die zugehörigen Flussrichtungen werden kontinuierlich, periodisch oder ereignisabhängig erfasst bzw. an die Stromverteilungssteuerung geliefert. Die ereignisabhängige Erfassung umfasst das Messen einer Temperatur, die über einem Temperaturschwellwert liegt, woraufhin eine Fehlfunktion oder ein bestimmter oder kritischer Betriebszustand ermittelt werden kann. Aufgrund der erhöhten Temperatur wird dann die Leistung gemessen, beispielsweise mittels eines Shunt-Widerstands, der kurzgeschlossen ist, wenn die Temperatur unter einem Temperaturschwellwert liegt und durch den Strom fließt, wenn die Leistung gemessen werden soll. Die Überprüfung kann beispielsweise über einen Relais oder einen Leistungstransistor erfolgen.In an execution The sensor device further comprises temperature sensors, which the Temperature of the consumer and / or the energy sources or energy storage measures and thus conclusions on the respective energy consumption of the consumer or the load of the Energy sources determined. Preferably, all such sensor devices with connected to the power distribution controller so that this is an overall picture the flowing one Can create services. The services and the associated flow directions are recorded continuously, periodically or event-dependent or supplied to the power distribution controller. The event-dependent acquisition involves measuring a temperature above a temperature threshold is, whereupon a malfunction or a certain or critical operating condition can be determined. Due to the elevated temperature then the Power measured, for example by means of a shunt resistor, the shorted when the temperature is below a temperature threshold lies and flows through the stream, when the power is to be measured. The check can be done, for example, via a relay or a power transistor.

Ferner umfasst die Stromverteilungssteuerung vorzugsweise einen Speicher, der einzelne oder alle gemessenen Leistungen für einen bestimmten Zeitraum speichert, die von der Sensoreinrichtung und den Sensoren erfasst wurde. Die Stromverteilungssteuerung kann aufgrund des zeitlichen Verlaufs der Werte, d.h. der Temperaturwerte und/oder der Leistungsflusswerte auf zu erwartende Ereignisse schließen. Beispielsweise ermittelt die Stromverteilungssteuerung aufgrund der Werte im Speicher, dass die Gesamtenergie bzw. die Energie einiger Energiespeicher unter ein vorbestimmtes Niveau fällt und dass eine weitere Verringerung dieser Energie zu erwarten ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn der angeschlossene Generator zu wenig Strom erzeugt, so dass die Stromverteilungssteuerung die Notwendigkeit ermittelt, einen Verbrennungsmotor innerhalb eines Hybridfahrzeugs anzulassen, um weitere elektrische Energie zu erzeugen. Ferner ist der erfindungsgemäße Stromverteiler vorzugsweise mit dem Generator derart verbunden, dass beim Erfassen eines solchen niedrigen Energiezustands der Energiespeicher die Erregung des angeschlossenen Generators derart gesteuert wird, dass die Abnahme der in den Energiespeichern vorliegende Energie verringert wird bzw. die Energiespeicher aufgeladen werden können. Da der erfindungsgemäße Stromverteiler einen zentralen Knoten bzw. eine gemeinsame Stromschiene vorsieht, ist die Erstellung eines derartigen Gesamtbildes möglich, auch aufgrund von vergangenen Sensordaten, und erlaubt so eine optimale Ansteuerung der angeschlossenen Verbraucher und der angeschlossenen Energieerzeuger. Bei einer geringen Energiegesamtbilanz können einzelne, weniger wichtige Verbraucher abgeworfen werden und gleichzeitig können die am Eingang angeschlossenen Energieerzeuger gesteuert werden, um zum Ausgleichen der Energiebilanz mehr Leistung zu erzeugen. Vorzugsweise erhalten alle oder ein Teil der Verbraucher und der Energiequellen eine Priorität, aufgrund der die Strombegrenzung bzw. der Abwurf von Verbrauchern und das Aufladen bzw. der Versorgungsbeitrag der Energiequellen gesteuert wird.Further, the power distribution controller preferably includes a memory that stores any or all of the measured powers for a certain period of time detected by the sensor device and the sensors. The power distribution controller may infer expected events due to the timing of the values, ie, the temperature values and / or the power flow values. For example, based on the values in the memory, the power distribution controller determines that the total energy of some energy stores falls below a predetermined level and that further reduction of that energy is expected. This is the case, for example, when the connected generator is generating too little power so that the power distribution controller determines the need to start an internal combustion engine within a hybrid vehicle to generate additional electrical energy. Furthermore, the power distributor according to the invention is preferably connected to the generator such that upon detection of such a low energy state of the energy storage, the excitation of the connected generator is controlled such that the decrease in the energy present in the energy storage is reduced or the energy storage can be charged. Since the power distributor according to the invention provides a central node or a common busbar, the creation of such an overall image is possible, also on the basis of past sensor data, and thus allows optimal control of the connected consumers and the connected power generator. With a low overall energy balance, individual, less important consumers can be dropped and at the same time the energy producers connected to the input can be controlled to add more power to balance the energy balance produce. Preferably, all or a part of the consumers and the energy sources receive a priority, on the basis of which the current limitation or the discharge of consumers and the charging or the contribution contribution of the energy sources is controlled.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention are illustrated in the drawing and in the following description explained in more detail.

Es zeigtIt shows

die 1 einen erfindungsgemäßen Stromverteiler für ein KFZ-Bordnetz.the 1 a power distributor according to the invention for a motor vehicle electrical system.

In der 1 ist ein Stromverteiler 10 für ein KFZ-Bordnetz mit einem Eingang 20 und einem Ausgang 30 dargestellt. An den Eingang 20 sind drei Energiequellen 22a-c angeschlossen. An dem Ausgang 30 sind vier Verbraucher 32a-d angeschlossen. Der Eingang 20 ist mit dem Ausgang 30 über eine Stromverteilungssteuerung 12 verbunden. Der Eingang 20 des Stromverteilers ist über Rückstromsicherungseinrichtungen 24a-c und Schutzeinrichtungen 26a, b mit einer gemeinsamen Stromsammelschiene 40 verbunden. Die Rückstromsicherungseinrichtung 24a-c verhindert, dass eine Energiequelle 22a von den anderen angeschlossenen Energiequellen 22b, c beeinflusst wird. Eine derartige unerwünschte Beeinflussung liegt vor, wenn beispielsweise die Energiequelle 22a nur noch in geringem Maße geladen ist, so dass eine Energiequelle mit einer höheren Spannung, beispielsweise eine Energiequelle 22b, Strom an die Energiequelle 22a liefert. Damit wird vermieden, dass eine nahezu entleerte Energiequelle Energie aus den anderen Energiequellen entnimmt und dadurch weniger Energie für die Verbraucher 32a-d zur Verfügung steht. Vorzugsweise umfasst die Rückstromsicherungseinrichtung Dioden mit geringem Spannungsabfall, beispielsweise Schottky-Dioden. Alternativ kann die Rückstromsicherungseinrichtung ein Relais oder einen als Schalter arbeitenden Transistor verwenden, wobei das Relais bzw. der Transistor den Stromfluss sperren, wenn ein Stromfluss zu der Energiequelle hin ermittelt wird.In the 1 is a power distributor 10 for a vehicle electrical system with an input 20 and an exit 30 shown. At the entrance 20 are three sources of energy 22a -c connected. At the exit 30 are four consumers 32a -d connected. The entrance 20 is with the exit 30 via a power distribution control 12 connected. The entrance 20 of the power distributor is about reverse current protection devices 24a -c and protective devices 26a , b with a common busbar 40 connected. The backflow safety device 24a -c prevents an energy source 22a from the other connected energy sources 22b , c is influenced. Such an undesirable influence is present when, for example, the energy source 22a is charged only to a small extent, so that a power source with a higher voltage, such as an energy source 22b , Electricity to the power source 22a supplies. This avoids that a nearly depleted energy source draws energy from the other energy sources and thus less energy for consumers 32a -d is available. Preferably, the reverse current protection device comprises diodes with low voltage drop, for example Schottky diodes. Alternatively, the reverse current protection device may use a relay or a transistor operating as a switch, wherein the relay or the transistor block the current flow when a current flow to the energy source is determined.

Ferner ist der Eingangsabschnitt der Stromverteilungssteuerung 12 durch Schutzeinrichtungen 26a, b geschützt. Tritt so beispielsweise an den Energiequellen 22a und 22b eine zu hohe Spannung auf, so ist die Schutzeinrichtung 26a, b aktiv und begrenzt die Spannung der Energiequellen 22a und b auf einen Maximalwert. In der 1 weist die Energiequelle 22c keine derartige Schutzeinrichtung auf. Ist aufgrund der Eigenschaften der Energiequelle 22c davon auszugehen, dass diese keine Überspannung produzieren kann, so kann in diesem Fall auf die Schutzeinrichtung verzichtet werden. Die Schutzeinrichtung 26a kann eine Zener-Diode sein oder ein Spannungsregler, der auch bei erhöhter Eingangsspannung eine geregelte bzw. begrenzte Ausgangsspannung liefert. Wenn eine Energiequelle 22a über einen Wandler mit der gemeinsamen Stromschiene 40 verbunden ist, so kann der Wandler derart gesteuert sein, dass er eine Schutzeinrichtung gegen Überspannungen sowie gleichzeitig die Funktion einer Rückstromsicherung vorsieht.Further, the input section is the power distribution controller 12 by protective devices 26a , b protected. Occurs for example at the energy sources 22a and 22b too high a voltage, this is the protective device 26a , b active and limits the voltage of the energy sources 22a and b to a maximum value. In the 1 indicates the source of energy 22c no such protective device. Is due to the characteristics of the energy source 22c Assuming that this can not produce overvoltage, so can be dispensed with in this case, the protective device. The protective device 26a may be a Zener diode or a voltage regulator that provides a regulated or limited output voltage even with increased input voltage. If an energy source 22a via a converter with the common busbar 40 is connected, the converter can be controlled so that it provides a protection against overvoltages and at the same time the function of a reverse current fuse.

Die Energiequelle 22c ist über einen Shunt-Widerstand 28 mit dem Eingangsabschnitt der Stromverteilungssteuerung 12 verbunden, so dass der von der Energiequelle 22c abfließende Strom gemessen werden kann. Daher kann eine alternative Schutzeinrichtung vorgesehen werden, die den Stromfluss abhängig von dem an dem Shunt-Widerstand 28 gemessenen Strom auf ein Maximum begrenzt. In gleicher Weise kann auch die Spannung der Energiequelle 22c gemessen werden und als Steuersignal für einen Spannungsbegrenzer oder für eine Trenneinrichtung vorgesehen werden. Alternativ oder in Kombination hierzu kann an den Eingang 20 eine Schmelzsicherung oder ein Sicherungsautomat vorgesehen sein, der bei Überstrom bzw. Überspannung die angeschlossene Energiequelle abwirft.The energy source 22c is over a shunt resistor 28 with the input section of the power distribution controller 12 connected, so that of the energy source 22c outgoing electricity can be measured. Therefore, an alternative protection device can be provided which determines the current flow as a function of that at the shunt resistor 28 measured current is limited to a maximum. In the same way, the voltage of the energy source 22c be measured and provided as a control signal for a voltage limiter or for a separator. Alternatively or in combination, this can be done at the entrance 20 a fuse or a circuit breaker may be provided which discharges the connected energy source in case of overcurrent or overvoltage.

Nach Durchlaufen der Rückstromsicherungseinrichtung 24a-c und Schutzeinrichtung 26a, b werden die Leitungen zu einer gemeinsamen Sammelschiene 40 zusammengeführt. In einer bevorzugten, nicht dargestellten Ausführung ist zwischen der Rückstromsicherungseinrichtung 24a-c bzw. Schutzeinrichtung 26a, b eine Stromsteuerung vorgesehen, die abhängig von elektrischen Eigenschaften der Energiequellen den Strom aus den entsprechenden Energiequellen entnimmt. So kann beispielsweise eingestellt werden, dass aus einer nahezu entladenen Energiequelle weniger Strom entnommen wird als aus einer in stärkerem Maße geladenen Energiequelle, auch wenn die kaum geladene Energiequelle die gleiche oder eine höhere Spannung aufweist. Ferner sind vorzugsweise Einrichtungen vorgesehen, mit denen sich die Kapazität der Energiequelle und der Ladungszustand erfassen lassen.After passing through the backflow safety device 24a -c and guard 26a , b the lines become a common busbar 40 merged. In a preferred, not shown embodiment is between the backflow safety device 24a -c or protective device 26a , B provided a current control, which draws the current from the corresponding energy sources depending on electrical properties of the energy sources. For example, it can be set that less power is drawn from a nearly discharged energy source than from a more heavily charged energy source, even if the barely charged energy source has the same or a higher voltage. Furthermore, devices are preferably provided with which the capacity of the energy source and the state of charge can be detected.

Der von den Energiequellen 22a-c vorgesehene Leistungsfluss wird in der Sammelschiene 40 zusammengeführt. Der Leistungsfluss wird ausgehend von der Sammelschiene 40 wieder aufgeteilt, um den Verbrauchern 32a-d zugeführt zu werden. Die Sammelschiene 40 weist daher einen Verteilerknoten 42 auf, an dem Sicherungsmechanismen 31a-d angeschlossen sind, die den Ausgang 30 und somit die einzelnen Verbraucher 32a-d mit der Sammelschiene 40 verbinden. Jeder einzelne Verbraucher bzw. Verbrauchergruppe ist über einen Leitungsstrang mit dem Verteilerknoten 42 verbunden, sowie über einzelne Sicherungsmaßnahmen 31-38. In der 1 ist jeder einzelne Versorgungsstrang mit einer Schmelzsicherung 31a-d ausgestattet, die im Falle des Überstroms die jeweiligen Verbraucher bzw. die jeweilige Verbrauchergruppe abwirft. Statt einer Schmelzsicherung kann auch ein Sicherungsautomat verwendet werden. Alternativ oder in Kombination hierzu können Strombegrenzer verwendet werden, die den Stromfluss bei Überstrom bzw. Überspannung drosseln. Der in 1 dargestellte Stromverteiler 10 umfasst daher eine Verbrauchersicherungseinrichtung 31a-d, 34a, b, die ferner Überspannungsschutzeinrichtungen 34a, b für einzelne Verbraucherstränge umfasst. Diese Mechanismen schützen ferner den Stromverteiler und die angeschlossenen Energiequellen, da auch Verbraucher angeschlossen sein können, die selbst Strom erzeugen, beispielsweise eine elektrische Maschine.The one from the energy sources 22a -c provided power flow is in the busbar 40 merged. The power flow is starting from the busbar 40 split again to consumers 32a to be fed. The busbar 40 therefore has a distribution node 42 on, on the backup mechanisms 31a -d are connected to the output 30 and thus the individual consumers 32a -d with the busbar 40 connect. Each individual consumer or consumer group is connected via a wiring harness to the distribution node 42 as well as individual safeguards 31 - 38 , In the 1 is every single supply line with a fuse 31a -d equipped, which in the event of overcurrent the respective consumers or the respective consumer group throws off. Instead of a fuse can also be used a circuit breaker. Alternatively or in combination with this, current limiters can be used which throttle the current flow in the event of overcurrent or overvoltage. The in 1 illustrated power distributor 10 therefore includes a consumer safety device 31a -d, 34a , b, the further overvoltage protection devices 34a , b for individual consumer strands. These mechanisms also protect the power distributor and the connected power sources, as consumers can be connected, which generate electricity themselves, such as an electric machine.

Wenn eine als Verbraucher 32a angeschlossene elektrische Maschine betriebsbedingt als Generator arbeitet, so begrenzen die Verbrauchersicherungseinrichtung 31-38 den rückfließenden Strom. Der rückfließende Strom kann vollständig unterbunden werden, beispielsweise durch Einschalten einer Rücklaufdiode. Alternativ kann der rückfließende Strom in seiner Stromstärke durch Schmelzsicherung 31a-d, durch einen Regler 38 oder durch Überspannungsschutzmaßnahmen 34a, b in Form von Zener-Dioden begrenzt sein. Der vom Ausgang an den Eingang rückfließende Strom kann verwendet werden, um die Energiequellen 22a-c wieder aufzuladen, beispielsweise durch Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie durch eine als Verbraucher 32a geschaltete elektrische Maschine, die eine 22a oder alle 22a-c Energiequellen auflädt.If one as a consumer 32a connected electrical machine operating conditionally works as a generator, so limit the consumer safety device 31 - 38 the refluxing stream. The refluxing stream can be completely prevented, for example by switching on a flyback diode. Alternatively, the return current in its current strength through fuse 31a -d, by a regulator 38 or by overvoltage protection measures 34a , B be limited in the form of Zener diodes. The return current from the output to the input can be used to supply the energy sources 22a -c to recharge, for example, by converting mechanical energy into electrical energy by a consumer 32a switched electric machine, the one 22a or all 22a -c power sources.

Daher umfasst in einer alternativen Ausführung der erfindungsgemäße Stromverteiler Stromführungseinrichtungen, die zwischen der Verbrauchersicherungseinrichtung und der Sammelschiene 40 vorgesehen sind, und/oder die zwischen dem als Verbraucher geschalteten Generator 32a und einer oder mehreren Energiequellen 22 a-c extern zu dem Stromverteiler geschaltet sind. Derartige Rückaufladungsmechanismen werden vorzugsweise von der Stromverteilungssteuerung 12 gesteuert, da diese über die Gesamt-Sammelschiene 40 und einer Anzahl von Stromsensoren 28, 39 die Leistungsbilanz des KFZ-Bordnetzes ermitteln kann.Therefore, in an alternative embodiment, the power distributor according to the invention comprises current-carrying devices connected between the load-securing device and the busbar 40 are provided, and / or between the generator connected as a consumer 32a and one or more energy sources 22 ac are connected externally to the power distributor. Such back-charging mechanisms are preferably provided by the power distribution controller 12 controlled as these over the entire busbar 40 and a number of current sensors 28 . 39 can determine the current account of the vehicle electrical system.

In einer weiter Ausführung umfasst der Stromverteiler einen oder mehrere Spannungswandler, die zwischen der Sammelschiene 40 und den Verbrauchern vorgesehen sind, beispielsweise innerhalb der Sammelschiene 40 oder in einem oder in mehreren Verbindungssträngen zwischen dem Verteilerknoten 42 und den jeweiligen Verbrauchern 32a-d.In a further embodiment, the power distributor comprises one or more voltage transformers connected between the busbar 40 and the consumers are provided, for example within the busbar 40 or in one or more links between the distribution node 42 and the respective consumers 32a d.

In dem in 1 dargestellten Stromverteiler ist der Verbraucher 32a mit dem Stromverteilerknoten 42 über eine Schmelzsicherung 31a, einer Überspannungssicherung bzw. Zener-Diode 34a und einem Shunt-Widerstand 39 verbunden. Über die an dem Shunt-Widerstand 39 abfallende Spannung kann der an den Verbraucher 32a fließende Strom gemessen werden. Auch die anderen Versorgungsstränge können einen solchen Shunt-Widerstand enthalten. In einer Ausführung umfasst die Sammelschiene 40 einen derartigen Shunt-Widerstand. Der Verteilerknoten 42 ist über eine Schmelzsicherung 31b und einer Rücklaufsicherung 36 mit dem Verbraucher 32b verbunden. Die Rücklaufsicherung 36 verhindert jeglichen Stromfluss von Verbraucher 32b zusammen mit Sammelschiene 40, beispielsweise wenn der Verbraucher 32b eine elektrische Maschine ist, die in gewissen Betriebszuständen als Generator arbeitet. Der Verbraucher 32c ist mit dem Verteilerknoten 42 über eine Schmelzsicherung 31c, einer Überspannungssicherung 34b und einem Rückspeisungsbegrenzer 38 verbunden. Im Gegensatz zur Rücklaufsicherung 36 begrenzt der Rückspeisungsbegrenzer 38 den Stromfluss ausgehend von dem Verbraucher 32c zu der Sammelschiene 40. Daher kann als Verbraucher 32c auch eine elektrische Maschine verwendet werden, die in bestimmten Betriebszuständen als Generator arbeitet, wobei der Rückspeisungsbegrenzer eine Überlastung der Aufladefähigkeit der Energiequellen verhindert. Gleichzeitig kann über den Rückspeisungsbegrenzer 38 beispielsweise eine der Energiequellen 22a, die einen Energiespeicher umfasst, aufgeladen werden. Der Verbraucher 32d ist über eine Schmelzsicherung 31d mit dem Verteilerknoten 42 verbunden, wobei, wie die anderen Schmelzsicherungen auch, die Schmelzsicherung 31d den Strom leitet und nicht begrenzt, soweit ein Schwellwert nicht überschritten wird. Wird ein Stromschwellwert überschritten, so unterbricht die Schmelzsicherung 31d die Verbindung dauerhaft und irreversibel. Alternativ kann als Schmelzsicherung ein Sicherungsautomat verwendet werden, der manuell, automatisch, gegebenenfalls nach einer bestimmten Zeitdauer, die Verbindung wieder herstellt. An dem Eingang 20 und dem Ausgang 30 können Steckverbindungen oder andere elektrische Verbindungen vorgesehen werden, um die jeweiligen Verbraucher bzw. Energiequellen mit dem Stromverteiler 10 elektrisch zu verbinden.In the in 1 shown power distributor is the consumer 32a with the power distribution node 42 over a fuse 31a , an overvoltage protection or zener diode 34a and a shunt resistor 39 connected. About the on the shunt resistor 39 Falling voltage can be to the consumer 32a flowing electricity can be measured. The other supply strands may also contain such a shunt resistor. In one embodiment, the busbar includes 40 such a shunt resistor. The distribution node 42 is over a fuse 31b and a backflow prevention 36 with the consumer 32b connected. The return valve 36 prevents any current flow from consumers 32b together with busbar 40 For example, if the consumer 32b an electric machine that operates as a generator in certain operating conditions. The consumer 32c is with the distribution node 42 over a fuse 31c , an overvoltage fuse 34b and a backfeed limiter 38 connected. In contrast to the return flow protection 36 limits the feedback limiter 38 the flow of current from the consumer 32c to the busbar 40 , Therefore, as a consumer 32c also an electric machine can be used, which operates in certain operating states as a generator, wherein the Rückspeisungsbegrenzer prevents overloading of the charging capacity of the energy sources. At the same time can over the Rückspeisungsbegrenzer 38 for example one of the energy sources 22a , which includes an energy store to be charged. The consumer 32d is over a fuse 31d with the distribution node 42 connected, which, like the other fuses also, the fuse 31d conducts the current and not limited, as long as a threshold is not exceeded. If a current threshold is exceeded, the fuse interrupts 31d the connection is permanent and irreversible. Alternatively, a fuse can be used as a fuse that manually, automatically, possibly after a certain period of time, the connection restores. At the entrance 20 and the exit 30 Plug connections or other electrical connections can be provided to the respective consumers or energy sources with the power distributor 10 electrically connect.

Im Allgemeinen können die einzelnen Verbraucher und einzelnen Energiequellen mit Prioritäten ausgestattet sein, so dass eine Energiequelle mit hoher Priorität am ehesten geschont wird und nur in bestimmten Fällen zur Energieversorgung beitragen muss. In gleicher Weise können die Verbraucher derart priorisiert sein, dass bei mangelhafter Stromversorgung andere Verbraucher mit niedriger Priorität abgeworfen werden bzw. in ihrem Stromfluss begrenzt werden, wobei der Verbraucher mit hoher Priorität auch bei mangelhafter Versorgungslage vollständig und kontinuierlich mit Strom versorgt wird. Verbraucher mit hoher Priorität können X-by-Wire-Einrichtungen sein, d.h. Einrichtungen, die zum grundlegenden Betrieb des Fahrzeugs erforderlich sind und die bei Ausfall der Stromversorgung ausfallen. Ein Verbraucher niedriger Priorität kann beispielsweise ein Unterhaltungsgerät sein, beispielsweise eine Spielkonsole oder ein Videobildschirm, dessen Ausfall zwar bemerkt wird, jedoch hinsichtlich der Fahrzeugsicherheit eine untergeordnete Rolle spielt.In general, individual consumers and individual energy sources can be prioritized so that a high-priority energy source is most likely to be spared and to provide energy only in certain cases. In the same way, consumers can be prioritized such that, if the power supply is poor, other low-priority consumers are dropped or limited in their power flow, with the high-priority consumer becoming full even when the supply situation is poor powered continuously and continuously. High priority consumers may be x-by-wire devices, that is, devices that are required for basic operation of the vehicle and that fail in the event of a power failure. A low-priority consumer may be, for example, an entertainment device, such as a game console or a video screen, the failure of which is noted, but plays a subordinate role in vehicle safety.

Als Energiequellen können beispielsweise übliche Autobatterien vorgesehen sein, die zur Stromversorgung dauerhaft eingesetzt werden. Darüber hinaus können Verbraucher ange schlossen sein, die eine hohe Priorität aufweisen, beispielsweise Backup-Energiequellen, die nur in Notsituationen aktiviert werden und im Normalbetrieb geschont werden. Dies kann beispielsweise eine Zweitbatterie, beispielsweise eine Lithiumionen-Batterie oder ähnliches sein, die das Bremssystem oder das Airbagsystem nur dann mit Strom versorgt, wenn die Versorgung durch die restlichen Energiequellen nicht gewährleistet ist. Bei der Aktivierung dieser Backup-Energiequellen mit hoher Priorität sollten gleichzeitig Verbraucher mit niedriger Priorität abgeworfen werden, um die in der Energiequelle mit hoher Priorität gespeicherte Energie für die am meisten sicherheitsrelevanten Funktionen vorzusehen. Als Backup-Energiequelle können sowohl aufladbare Akkumulatoren als auch Einmal-Batterien verwendet werden. Vorzugsweise werden hierfür Energiequellen eingesetzt, deren Energiegehalt über die Zeit nur geringfügig abnimmt, beispielsweise durch interne Entladungsströme oder durch alterungsbedingte chemische Reaktionen.When Energy sources can for example usual Car batteries should be provided which are permanently powered be used. About that can out Consumers who have a high priority, For example, backup power sources that only activate in emergency situations and be spared in normal operation. This can be, for example a secondary battery, for example, a lithium ion battery or the like be that the brake system or the airbag system only with power supplied when the supply by the remaining energy sources not guaranteed is. When activating these backup power sources with high priority At the same time, low-priority consumers should be dropped be stored in the high priority energy source Energy for to provide the most safety-relevant functions. When Backup power source can used both rechargeable batteries and disposable batteries become. Preferably, energy sources are used for this, their energy content over the time only slightly decreases, for example by internal discharge currents or due to age-related chemical reactions.

Die Energiequellen 22a-c können Akkumulatoren oder Batterien mit verschiedenen Kapazitäten, Spannungen und ähnlichem sein, und können zum Teil auch Wandler umfassen. Vorzugsweise liefern alle Energiequellen an dem Anschluss 20 die gleiche Spannung, beispielsweise 12, 24 oder 48 Volt. Zudem kann als Energiequelle ein Generator verwendet werden, der aus der Rotationsenergie eines Verbrennungsmotors elektrische Energie erzeugt und somit das Bordnetz speist. Vorzugsweise erfasst die Stromverteilungssteuerung 12 oder der Stromverteiler alle einzelnen Stromflüsse und ermittelt so ein Gesamtbild der Energiebilanz des KFZ-Bordnetzes. Dementsprechend kann die Erregung des Generators erhöht werden, um die Energiebilanz auszugleichen, da der Generator bei einer erhöhten Erregung mehr elektrische Leistung liefert.The energy sources 22a -c may be accumulators or batteries of different capacities, voltages and the like, and may in part include transducers. Preferably, all the energy sources supply to the terminal 20 the same voltage, for example 12, 24 or 48 volts. In addition, a generator can be used as the energy source, which generates electrical energy from the rotational energy of an internal combustion engine and thus feeds the electrical system. Preferably, the power distribution controller detects 12 or the power distributor all individual power flows and thus determines an overall picture of the energy balance of the vehicle electrical system. Accordingly, the excitation of the generator can be increased to balance the energy balance since the generator provides more electrical power at increased excitation.

Alternativ oder in Kombination hierzu kann der Stromverteiler aufgrund der Gesamt-Energiebilanz ein Signal abgeben, das direkt oder in Abhängigkeit von weiteren Parametern wie Geschwindigkeit, Tankfüllung usw. dazu führt, dass ein Verbrennungsmotor eines Hybridautos angelassen wird. Bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor liefern die angeschlossenen Energiespeicher die gesamte Energie für das KFZ-Bordnetz. Im Gegensatz hierzu kann die elektrische Maschine, die andernfalls die Energie zur Fortbewegung liefern muss, nur passiv mitlaufen, während der Verbrennungsmotor die gesamte mechanische Energie liefert, sowie die elektrische Energie, die zum Betreiben des Bordnetzes notwendig ist.alternative or in combination with this, the power distributor can due to the Overall energy balance emit a signal directly or in response to other parameters like speed, tank filling etc. leads to that an internal combustion engine of a hybrid car is started. at switched off internal combustion engine supply the connected energy storage the entire energy for the vehicle electrical system. In contrast, the electric machine, which otherwise needs to provide the energy to move, only passively run along while the internal combustion engine supplies all the mechanical energy, as well the electrical energy necessary to operate the vehicle electrical system is.

Die Zusammenführung aller im KFZ vorliegenden Energiequellen bzw. Energiespeicher erlaubt die balancierte und geregelte Beanspruchung der Energiespeicher und eine entsprechende Regelung des Energieverbrauchs durch die Verbraucher. Somit werden erfindungsgemäß alle zur Verfügung stehenden Energieressourcen verwendet, falls das KFZ-Bordnetz nicht ausreichend Energie erhält. In diesem Fall können Verbraucher mit niedriger Priorität abgekoppelt werden, um die Energiebilanz wieder auszugleichen und um den Betrieb sicherheitsrelevanter Verbraucher mit hoher Priorität mit elektrischer Energie zu versorgen.The together All of the energy sources or energy stores available in the vehicle allow the balanced and regulated load of energy storage and a corresponding regulation of energy consumption by consumers. Thus, all according to the invention disposal used stationary energy resources, if the vehicle electrical system is not gets enough energy. In this case, you can Consumers with low priority are decoupled to the Balancing energy balance and safety-related operation Consumers with high priority to supply with electrical energy.

Claims

Power distributor ( 10 ) for a vehicle electrical system with an input ( 20 ) and an output ( 30 ) and a power distribution controller ( 12 ), the output ( 30 ) to one or more consumers ( 32a -d), characterized in that the input ( 20 ) to several energy sources ( 22a -c) comprising a plurality of energy stores connectable to supply the one or more consumers ( 32a -d) are provided, and the power distribution control ( 12 ), the supply of the one or more consumers ( 32a -d) by the energy sources ( 22a -c) to control.

Power distributor ( 10 ) according to claim 1, wherein the plurality of energy sources ( 22a c) have different electrical properties.

Power distributor ( 10 ) according to claim 1, wherein the power distribution control ( 12 ) a backflow safety device ( 24a -c), which has a reciprocal influence on the input ( 20 ) connectable energy sources ( 22a -c) prevented.

Power distributor ( 10 ) according to claim 1, wherein the power distribution control ( 12 ) a protective device ( 26a , b) the power supplied by each of the connectable energy sources ( 22a -c) in the power distributor ( 10 ) is limited to a maximum value.

Power distributor ( 10 ) according to claim 4, wherein the protective device ( 26a , b) that of the individual Energy sources ( 22a -c) to the power distributor ( 10 ) and / or electricity supplied by individual sources ( 22a -c) to the power distributor ( 10 ) applied voltage to a maximum value.

Power distributor ( 10 ) according to claim 1, wherein the power distributor ( 10 ) at the exit ( 30 ) total output as selectable load fraction on individual connectable energy sources ( 22a -c) splits.

Power distributor ( 10 ) according to claim 1, wherein the power distributor ( 10 ) the respective proportion of individuals at the entrance ( 20 ) from the connectable energy sources ( 22a -c) services received for one or more of the several connectable consumers ( 32a -d) divided by current and / or voltage limits.

Power distributor ( 10 ) according to claim 1, further comprising a consumer safety device ( 31a -d; 34a , b) which is the one from the exit ( 30 ) to or to the respective consumer ( 32a -d) output or individual powers limited by interruption or limitation of the power flow to a maximum current and / or to a maximum voltage.

Power distributor ( 10 ) according to claim 1, which is a backflow preventer ( 36 ; 24a -c) which provides a power flow to the input ( 20 ) and / or the one regenerative limiter ( 38 ), which determines the power flow from the output ( 30 ) to the entrance ( 20 ) is prohibited or limited.

Power distributor ( 10 ) according to claim 1, further comprising a sensor device ( 28 . 39 ) at the entrance ( 20 ) and at the exit ( 30 ) and the flow and the directions of flow, continuously, periodically or event-dependently, to the power distribution control ( 12 ).